第３３卷第４期长春工业大学学报（自然科学版）
０１２年ｏ８月。
基于ｐｕｓ的结构抗震能力评估。
吕剑勇。广东科贸职业学院环境艺术系，广东广州 ５１
摘要：采用ｐｕｓ方法从破坏过程和抗震能力两方面对两种托柱转换结构进行分析，结果表明，两种结构的塑性铰分布和极限基底剪力均有较大程度的差别，采用空腹桁架转换结。
构的弹塑性抗震能力要明显好于梁式转换结构。
关键词：托柱转换结构；塑性铰；弹塑性抗震性能。
中图分类号：ｔｕ
文献标志码：ａ
文章编号。 引言。
因而研究采用何种转换形式更有利于抗震具有非常现实的意义。
对于具备一定抗震能力的建筑结构来说，在对结构在大震作用下的弹塑性抗震能力进行小震作用下一般尚处于弹性阶段，此时结构中的。
评估是防止倒塌、减轻震鲁的前提，而静力弹塑性绝大多数构件不会出现塑性铰。当遭遇大震时，分析方法则是实现基于性能设计的结构会发生屈服，由弹性阶段进入到塑性阶段，塑。
有效手段，可以有效地评估结构在大震作用下的性铰在构件上会大面积地出现，直到失去承载能。
极限承载力和模拟结构的破坏过程口 ］。文中以力或产生过大变形而破坏。
两个托柱转换结构为例，采用ｐｕｓ方法进。
相对于普通结构体系，带转换层结构由于竖。
行结构抗震全过程分析，以评估它们的抗震能力。
向抗侧力构件不连续，在大震作用下更容易破坏，收稿日期。
作者简介：吕剑勇（１９一），男，汉族，江西九江人，广东科贸职业学院工程师，主要从事结构理论与设计方向研究。
０８长春工业大学学报（自然科学版）第３３卷。
建立计算模型。
建立一框架一核心筒结构，如图１所示。一。一。
一。一】ａ）转换层结构平面。
ｂ）标准层结构平面。０寸。
聊。ｃ）梁式转换立面。
ｄ）空腹桁架转换立面。
一。００卜 ００
一。图１结构计算模型。
在结构底部，外围密柱转换为稀柱，转换构件对框支柱、空腹桁架腹杆设置压（拉）弯塑性铰；由。
分别采用梁和空腹桁架。
剪力墙转换成的等效柱设置压（拉）弯塑性铰和剪采用ｓａｐ程序对计算模型进行切塑性铰；此外，由于框支柱的截面较大（接近短ｐｕｓ分析，其主要考虑以下几点：
柱），对其加设剪切塑性铰。
）为简化分析及出于文中的分析目的，仅对４）结构的极限状态取为顶点位移达到结构总结构的ｘ方向进行ｐｕｓ分析；水平力分布高的２ 或结构不能继续加载。
模式分别采用均匀分布和倒三角形分布；考虑ｐ－
效应。结构破坏过程分析。
）为了便于运用ｓａｐ程序进行非线性对计算模型的ｘ方向进行ｐｕｓ分析，分析，将剪力墙转换成等效柱；对结构进行ｐｕｓ结果表明，在均匀分布和倒三角形分布的水平力。
ｖｅｒ分析之前，采用ｓａｔ程序计算出各构件作用下，空腹桁架转换结构和梁式转换结构的塑。
的配筋，以便ｓａｐ程序计算出各构件的塑性。
性铰在结构上的分布有明显的不同。当结构达到。
铰模型曲线。
承载能力极限状态时，在外围框架、内部核心筒及３）各构件可塑性铰的设置：对框架梁设置纯楼面梁等部位，空腹桁架转换结构的塑性铰比梁。
弯塑性铰；考虑到转换梁和空腹桁架上、下弦杆中。
式转换结构开展多、分布广。此外，两者的框支柱的轴向力不容忽略，故对其设置压（拉）弯塑性铰；
和剪力墙核心筒上都出现了剪切塑性铰 ｊ。
第４期吕剑勇：基于ｐｕｓ的结构抗震能力评估４０９
塑性铰出现次序如图２所示。
—ａ榀。—ｄ榀。
ａ）梁式转换结构局部。
现。—ａ榀。
—ｄ榀。ｂ）空腹桁架式转换结构局部。
图２塑性铰出现次序。
塑性铰在各榀抗侧力结构上出现的先后次序。
坏，如图２（ｂ中“●”所示，此时基底剪力约为极。
及破坏过程为：
限状态时的６ｏ 空腹桁架上下弦杆、外围框。
）对于梁式转换：①转换梁附近几层框架梁、架梁上出现大面积塑性铰，与内部核心筒相连的。
连接内外筒的楼面梁开始出现少量塑性铰并缓慢框支柱出现剪切塑性铰并导致结构整体最终破。
发展，如图２（ａ中“ｏ”所示，此时基底剪力约为。
坏，如图２（ｂ中“◎”所示＿６］
极限状态时的４５；转换梁上出现纯弯塑性。
从以上结构破坏过程分析中可以看出，梁式。
铰、框支柱出现剪切塑性铰，同时外围框架梁上的转换的塑性铰集**现在第二阶段，且破坏过程。
塑性铰数量增多，内部核心筒出现剪切塑性铰并短促；而空腹桁架转换结构的破坏过程长，破坏时迅速发展导致核心筒破坏，如图２（ａ中“●”所塑性铰出现的数量多、分布广泛，并且大部分塑性。
示，此时基底剪力约为极限状态时的９０％外。
铰出现在第三阶段，反映出后者更有利于耗散地。
围框架梁出现大面积塑性铰，与内部核心筒相连震能量，减轻震害。尤其在后期破坏阶段，当内部的框支柱出现剪切塑性铰并导致结构整体破坏，核心筒发生破坏时，空腹桁架转换结构的整体承如图２（ａ中“◎”所示。
载能力仍然有比较大的安全储备（此时基底剪力２）对于空腹桁架式转换：①空腹桁架附近几仅为极限承载能力的６ｏ 而梁式转换结构的基。
层框架梁、连接内外筒的楼面梁开始出现少量塑。
底剪力已达极限承载能力的９０ 这对于提高。
性铰并缓慢发展，如图２（ｂ中“ｏ”所示，此时基结构整体的抗震性能和抗倒塌能力是非常有益。
底剪力约为极限状态时的３５ 空腹桁架下弦的。
出现少量纯弯塑性铰、框支柱出现少量剪切塑性。
铰，同时外围框架梁上的塑性铰数量增多，内部核３结构抗震能力分析。
心筒出现剪切塑性铰并迅速发展导致核心筒破。
对计算模型的ｘ方向进行ｐｕｓ分析，１ｏ长春工业大学学报（自然科学版）第３３卷。
分别得到结构在均匀分布和倒三角形分布水平力作用下的基底剪力一顶点位移关系曲线（能力曲。
线），如图３所示。
至３００
蟠。函１００
｛移｜ｍａ）均匀分布水平力作用。
互３００
顶点位移／ｍ
ｂ）倒三角形分布水平力作用。
图３结构能力曲线。
对应于结构出现第一批塑性铰和结构达极限状态时的基底剪力见表１。
表１结构基底剪力。
转换梁。转换空腹桁架。
水平力。均匀分布水平力倒。
三角形分布。
注：为结构出现第一批塑性铰时基底剪力；ｖ 为结构达。
极限状态时基底剪力。
根据图３和表１可以看出，对于托柱转换结构，当结构出现第一批塑性铰时，两种转换结构的基底剪力相差不大，说明这两种结构的弹性抗震能力比较接近，基本上同时进入屈服阶段。而当结构到达极限状态时，采用转换空腹桁架时的基底剪力要比采用转换梁时大很多，说明前者的塑性抗震能力要强于后者。又因为前者的塑性铰开。
展充分，特别是在后期破坏阶段结构仍然具备较。
大的承载能力，所以相比较于梁式转换结构，空腹。
桁架转换结构更有利于发挥结构的整体作用，具有更强的弹塑性抗震能力。
结语。通过对两种托柱转换结构的破坏过程和抗震能力的分析，可以得到以下结论：
）相对于梁式转换，空腹桁架转换结构的破。
坏过程长，破坏时塑性铰出现的数量多、分布广泛；尤其在后期破坏阶段，当主要抗侧力构件（内。
部核心筒）屈服后，空腹桁架转换结构仍然具有较大的整体承载能力。
）相对于梁式转换，采用空腹桁架转换可以。
更有效地提高结构的极限承载能力，更充分地发。
挥结构的整体作用，更利于耗散**能量，从而增。
强结构的弹塑性抗震能力。
因此，在托柱结构中采用空腹桁架进行转换是一种行之有效的措施，对于结构在大震作用下。
减轻震害、防止倒塌大有裨益。
参考文献：１］ 王亚勇．我国２００年工程抗震设计模式规范基本。
问题研究综述［ｊ］建筑结构学报。
２３谢晓健，蒋永生，梁书亭，等．基于结构功能设计理。
论的发展综述［ｊ］东南大学学报。
３］叶燎原，潘文．结构静力弹塑性分析的。
原理和计算实例［ｊ］建筑结构学报。
４］杨溥，李英民，王亚勇，等．结构静力弹塑性分析。
方法的改进［ｊ］建筑结构学报，２０种迅，叶献国，吴本华分析中侧向力分布。
形式的影响［ｊ］工程力学李康宁，洪亮，叶献国．结构三维弹塑性分析方法及。
其在建筑物震害研究中的应用ｅｊ３建筑结构，２０汪梦甫，周锡元．高层建筑结构静力弹塑性分析方。
法的研究现状与改进策略［ｊ］工程抗震，２０
８］薛彦涛，徐培福，肖从真，等．静力弹塑性分析（ｐｕ
ｖｅｒ方法及其工程应用ｅｊ］建筑科学，２０
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